提供一种具有增强的热量贮存和释放性能的纤维。所述纤维包括第一聚合物和被第二聚合物包围的热稳定性材料的混合物，其中第二聚合物形成纤维皮。热稳定性材料可以是至少一种相变和／或塑性晶体材料。在纤维形成过程中第一聚合物用作热稳定性材料的载体，第一和第二聚合物将热稳定性材料有效包封在纤维内，从而防止其泄露。所述纤维可以是皮芯型或“天星状”型，由这类纤维制造的织物在所希望的温度范围内具有增强的绝缘性能。同时公开了制备所述纤维及由各类纤维形成的织物的方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
专利
本专利技术涉及一种纤维组合物，所述纤维组合物含有与相变材料混合并且包封在聚合物皮内的芯聚合物，从而使纤维在周围环境中温度变化过程中贮存或释放热量。相关技术描述应用贮存或释放热能的相变材料早已是已知的了。相变材料可以在固相和液相之间重复转换或热循环，从而在这种相转变过程中应用其熔融潜热吸收、贮存及释放热量。相变材料的熔融潜热大于其显热热容。例如在相变材料中，熔融吸收的能量或凝固释放的能量均要比使材料的温度升高或降低10℃时所吸收或释放的能量大得多。当熔融和凝固时，单位重量相变材料吸收和释放的能量明显要比在相同温度范围内加热或冷却显热贮存材料吸收和释放的能量更多。与在很宽温度范围内基本均匀吸收和释放能量的显热贮存材料相比，相变材料在其熔点/凝固点附近吸收和释放大量能量。其它具有高的热贮存和释放性能的有用材料通常称为塑性晶体材料。这些材料具有不经相变如固体至液体即可获得的热能。尽管为什么这种塑性晶体材料在相态改变之前具有这种热行为的准确原因还不清楚，但确信这种材料的热效果是由这些物质中构造和/或旋转无序造成的。不管怎样，已经发现塑性晶体材料如多元醇可以有效为纺织纤维提供热绝缘，正如可由美国专利US4,781,615中知道的(在这里全文作为参考引入)。相变材料和塑性晶体材料已经被用于多种用途中，包括为了使衣服保持在舒适温度下而将其结合到纺织纤维中。在这种纺织应用中，已经尝试将这种材料涂覆到纤维上；但这种方法不允许使用足够量的这种材料以在由纤维形成的衣服或其它制品中提供有效的热性能。其它人还尝试过将微胶囊化的相变材料用作纤维内的共混物的一部分。但微胶囊不具有结构整体性，不能耐受在纤维挤出过程中施加到胶囊化相变材料上的力。在Salyer的美国专利US5,885,475中公开了相变材料在纺织纤维上的一种具体应用。其中公开的内容作为参考全文引入本专利技术。在Salyer专利中，公开了一种包括纤维形成聚合物的纤维材料，所述纤维形成聚合物具有整体性引入整个聚合物中的相变材料。为了将相变材料结合到稳定凝胶中，还将二氧化硅引入到Salyer的纤维中，从而防止其在其熔点/凝固点进行相变时会渗出。但二氧化硅的加入并不能绝对确保相变材料熔融时纤维的整体性。相应地，现在仍然需要提供一种结合一定量相变材料或塑性晶体材料的纺织纤维，从而使该纤维具有有效的热绝缘性能，所述纤维可以很容易地通过挤出过程而生产，并且确保所述材料牢固地保持在所述纤维内部。专利技术概述因此，由于上述原因以及当完全描述本专利技术时变得很明显的其它原因，本专利技术的一个目的是提供一种在整个纤维内结合有足够量相变材料或塑性晶体材料的纺织纤维，所述纤维可以很容易地通过挤出方法而生产。本专利技术的另一目的是提供一种纤维，所述纤维将相变材料或塑性晶体材料固定在纤维内部，从而防止相变材料在熔点相变时渗出。本专利技术的进一步目的是提供一种纤维，所述纤维使相变材料或塑性晶体材料在纤维内的量达到最大，同时保持总的纤维强度，及通过挤出方法生产的能力。本专利技术的另一目的是提供一种方法，所述方法用于生产含有一种或多种相变材料或塑性晶体材料的皮芯型和“天星状”纤维，从而进一步增强所述纤维的热绝缘性能。本专利技术另一个目的是提供一种织物，所述织物是由本专利技术的含有一种或多种相变材料或塑性晶体材料的纤维制造的。在本专利技术中通过提供一种纤维组合物来实现上述目的，其中所述纤维组合物含有芯聚合物和包封在聚合物皮中的相变材料或塑性晶体材料的共混物或混合物。本专利技术的芯和皮的聚合物可以是任何种类的聚合物，包括聚烯烃、聚酰胺、聚酯等，以及共聚物、三聚物及其共混物，但不局限于此。所述芯和皮的聚合物也可以是弹性体聚合物如聚氨酯。对于芯和皮两者来说，优选材料为聚乙烯、聚丙烯或其组合。任何相变材料或塑性晶体材料都可以应用，只要其熔点或热贮存/释放点在所希望温度，并且在与芯聚合物混合时仍保持所述熔点或热贮存/释放点即可，所希望温度优选在约-5℃至约121℃范围内。有用的且容易与本专利技术的芯聚合物混合的典型相变材料为长链链烷烃、聚氧化乙烯和聚乙二醇。可用于本专利技术的塑性晶体材料为多元醇。本专利技术的纤维组合物能够通过熔融纺丝方法来生产，其中通过挤出熔融的聚合物材料形成纤维，从而从挤出机出来后芯聚合物和相变材料被包在外皮聚合物中。所述纤维组合物还可以应用溶液纺丝过程来生产。在本专利技术中形成的纤维可以是皮芯型或“天星状”类型，并且可以结合到各种形式的纺织品中。每种纤维均可以含有相变材料或塑性晶体材料的共混物以增强纤维的热性能。另外可以生产包含具有不同相变材料或塑性晶体材料的本专利技术纤维的织物。本专利技术的纤维组合物可以重复进行热循环、贮存和释放足够量的热量，从而使由这种纤维形成的织物在很长时期内具有增强了的热性能。按照本专利技术所形成的纤维还保持内部材料的完整包封，从而当其热循环时，防止相变材料或塑性晶体材料的渗出或泄露。附图的简要描述附图说明图1是用于形成本专利技术的一种典型的纺丝粘合网形成设备的示意性侧视图。图2是本专利技术的皮芯型纤维的包括横截面视图的剖视图。图3是本专利技术的天星状纤维的包括横截面视图的剖视图。优选实施方案的详细描述本专利技术涉及一种具有内部聚合物组分的聚合物纤维，所述内部聚合物组分包括与热稳定性材料混合的第一聚合物纤维组合物，以及包围该混合物并且形成纤维外部或皮的第二聚合物纤维组合物。术语“热稳定性材料”在这里定义为包括本专利技术中应用的相变材料以及塑性晶体材料。纤维可以是皮芯型结构，其中与热稳定性材料混合的第一聚合物形成芯，而第二聚合物形成纤维的皮。另外纤维也可以是“天星状”结构，其中多种第一聚合物与热稳定性材料的混合物充分延伸纤维的长度，并且相互之间分离且被第二聚合物包围，从而在第二聚合物的“天”中形成“星”。第一和第二聚合物每一种均可以是用于生产纺织纤维的任何常规材料。这种纤维材料的例子为聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯、聚酰胺如尼龙、聚酯等，以及共聚物、三聚物及其共混物。第一和第二聚合物也可以是弹性体聚合物如聚氨酯。优选地，第一和第二聚合物为聚乙烯、聚丙烯或其混合物。可用于本专利技术的相变材料包括在所希望的温度范围内进行相变并且其熔融潜热大于其显热热容的任何材料。任何在所希望的温度范围内具有热量贮存或释放性能的塑性晶体材料也可以用于本专利技术。优选地，热稳定性材料与第二或皮聚合物是兼容的或不反应的。所述热稳定性材料可以与第一聚合物反应或不反应。在任何一种情况下，这种材料优选在与第一聚合物混合后在所希望的温度下保持其相变或热量贮存/释放性能。用于本专利技术的相变材料的相变温度范围为约-5℃至约125℃。类似地，本专利技术的塑性晶体材料将在相同的温度范围内贮存或释放热量。在许多服装用途中，优选的相变材料或塑性晶体材料将在约22℃至约28℃进行相变或具有热量贮存/释放性能。具体相变材料的选择将取决于所希望的相变温度和纤维的具体用途。例如对于其中相关纤维被结合到织物例如衣服的应用中，其中所述衣服的设计是为了在气候轻微变化过程中为使用者保持舒适的温度，此时熔点接近室温的相变材料是人们所希望的。在本领域中早就公知的特别有用的相变材料为长的直链链烷烃，通常在C10-C44个碳原子的范围内。碳链的长度与材料的熔点有关。例如每个分子含有二十八个直链碳原子的n-二十八碳烷，其熔点为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有增强的热量贮存和释放性能的纤维，其中包括：至少一种内部组合物，所述组合物很大程度地延伸了所述纤维的长度，并且含有第一聚合物和热稳定性材料的混合物；以及包围所述内部组合物并且形成所述纤维外部的皮，所述皮含有第二聚合物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：JS哈伽德，
申请(专利权)人：奥特拉斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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